一种基于绿证-碳交易交互机制的综合能源系统调度方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于绿证

【技术实现步骤摘要】
一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法


[0001]本专利技术涉及电力调度
，尤其是涉及一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法。

技术介绍

[0002]综合能源系统(Integrated Energy System，IES)指的是在规划、建设和运行等过程中，通过对能源产生、运输与分配(能源网络)、转换、存储、消费等环节进行有机协调与优化后，形成的能源产供销一体化系统，构建综合能源系统有助于解决当前能源发展面临的一系列挑战和难题。
[0003]综合能源系统能够推动不同能源之间的协调运作，提高清洁能源比重，从而向清洁低碳转型。综合能源系统中的绿证交易是确保RPS(新能源配额制度)贯彻的有效途径，CET(碳排放权交易)则可以人为构建并交易碳排放权，用成本激励被考核主题减少碳排放。因此在综合能源系统中，考虑绿证交易和碳交易的综合能源系统调度也越来越普遍。比如中国专利CN115689736A公开一种考虑碳
‑
绿证交易机制的综合能源系统优化调度方法，其在CET和GCT(绿色证书交易)机制的基础上，搭建碳
‑
绿色证书联合交易市场框架；综合考虑IES的购电成本、购气成本、设备运行维护成本，建立考虑条件风险价值的碳
‑
绿色证书联合交易模型，并将其引入综合能源系统优化调度模型中。该方案尽管考虑到绿证交易和碳交易在运行过程中有利于实现综合能源系统调度中的低碳性和经济性，但实际在调度模型建立过程中并没有考虑到绿证
‑
碳交易的交互机制，无法进一步优化综合能源系统调度的低碳性和经济性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法，通过建立碳
‑
绿证交互机制，并结合电制氢装置，能够进一步减少综合能源系统调度过程的碳排放和成本价格。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法，包括以下步骤：
[0006]S1、构建设置有电制氢装置的综合能源系统架构；
[0007]S2、根据构建的综合能源系统架构，建立基于碳
‑
绿证交互机制的调度模型；
[0008]S3、对调度模型进行求解，输出得到调度结果；
[0009]S4、根据调度结果，相应控制综合能源系统中各设备的工作状态，完成调度过程。
[0010]进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：
[0011]S21、建立碳交易模型；
[0012]S22、建立绿证交易模型；
[0013]S23、基于碳交易模型和绿证交易模型，进一步建立绿证
‑
碳交易交互机制模型；
[0014]S24、根据绿证
‑
碳交易交互机制模型，确定出调度模型的目标函数和约束条件。
[0015]进一步地，所述步骤S21中碳交易模型的碳排放源来自于综合能源系统中CHP(Cogeneration,combined heat and power，热电联产)、GB(Gas Boiler，燃气锅炉)以及电、气网购买的电能、气能；
[0016]所述碳交易模型包括实际碳排放、碳排放配额以及碳排放权交易额。
[0017]进一步地，所述实际碳排放具体为：
[0018][0019][0020][0021]P
total(t)
＝P
CHP,e
(t)+P
CHP,h
(t)+P
GB,h
(t)
[0022]E
IES，t
＝E
IES,a
‑
E
IES
‑
E
lz
[0023]其中，E
IES,a
、E
e,buy,a
分别为IES、上级购电的实际碳排放量；E
MR,a
为MR(Methane Reactor，甲烷反应器)实际吸收的CO2量；P
total(t)
为t时段CHP、GB、MR等效输出功率；a1、b1、c1和a1、b1、c1分别为燃煤机组和天然气功能设备的碳排放计算参数；为MR设备氢能转天然气过程吸收CO2的参数；E
IES，t
为实际参与碳交易市场的碳排放权交易额；E
lz
为碳
‑
绿证交互机制下绿证所代表的碳排放减少量。
[0024]进一步地，所述碳排放配额具体为：
[0025]E
IES
＝E
e,buy
+E
GB
+E
CHP
[0026][0027][0028][0029]其中，E
IES
、E
e,buy
、E
CHP
、E
GB
分别为IES、上级购电、购气和CHP、GB的碳配额，δ
e
表示单位电功率的碳排放配额，P
e,buy
(t)为t时段从电网购买的电功率，δ
h
为单位热功率的碳排放权配额，P
GB,h
(t)为t时段GB输出的热功率，χ
e,h
为电、热功率转换参数，P
CHP,e
(t)、P
CHP,h
(t)分别为t时段CHP输出的电功率、热功率。
[0030]进一步地，所述碳排放权交易额具体为：
[0031]E
IES,t
＝E
IES,a
‑
E
IES
[0032][0033]其中，为碳交易市场价格，λ为碳交易基价，L为每段区间的长度，位为每段区间的增长率。
[0034]进一步地，所述步骤S22中绿证交易模型具体为：
[0035][0036]其中，P
res
表示可再生能源的日配额量；P
w
为可再生能源的实际消纳量；C
gree
为绿证价格；C
f
为惩罚系数。
[0037]进一步地，所述步骤S23具体是从化石能源、绿色能源的生命周期碳核算角度出发，当在绿色交易市场购买绿证时，购买方也拥有了绿色能源的声明权，即同时在碳交易市场也拥有了绿证背后的碳减排量，通过这种声明权的获取，实现了碳交易市场和绿证交易市场的交互。
[0038]进一步地，所述步骤S23具体包括以下步骤：
[0039]S231、分别确定原煤、天然气、绿色能源的全生命周期过程的碳排放核算量，其中，原煤的全生命周期过程的碳排放包括煤炭开采耗能碳排放、煤层气逸碳排放、煤炭开发过程中的自燃碳排放、煤洗过程的碳排放、运输环节的碳排放以及燃煤发电的碳排放；
[0040]天然气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建设置有电制氢装置的综合能源系统架构；S2、根据构建的综合能源系统架构，建立基于碳
‑
绿证交互机制的调度模型；S3、对调度模型进行求解，输出得到调度结果；S4、根据调度结果，相应控制综合能源系统中各设备的工作状态，完成调度过程。2.根据权利要求1所述的一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：S21、建立碳交易模型；S22、建立绿证交易模型；S23、基于碳交易模型和绿证交易模型，进一步建立绿证
‑
碳交易交互机制模型；S24、根据绿证
‑
碳交易交互机制模型，确定出调度模型的目标函数和约束条件。3.根据权利要求2所述的一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法，其特征在于，所述步骤S21中碳交易模型的碳排放源来自于综合能源系统中CHP、GB以及电、气网购买的电能、气能；所述碳交易模型包括实际碳排放、碳排放配额以及碳排放权交易额。4.根据权利要求3所述的一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法，其特征在于，所述实际碳排放具体为：所述实际碳排放具体为：所述实际碳排放具体为：P
total(t)
＝P
CHP,e
(t)+P
CHP,h
(t)+P
GB,h
(t)E
IES，t
＝E
IES,a
‑
E
IES
‑
E
lz
其中，E
IES,a
、E
e,buy,a
分别为IES、上级购电的实际碳排放量；E
MR,a
为MR实际吸收的CO2量；P
total(t)
为t时段CHP、GB、MR等效输出功率；a1、b1、c1和a1、b1、c1分别为燃煤机组和天然气功能设备的碳排放计算参数；为MR设备氢能转天然气过程吸收CO2的参数；E
IES，t
为实际参与碳交易市场的碳排放权交易额；E
lz
为碳
‑
绿证交互机制下绿证所代表的碳排放减少量；所述碳排放配额具体为：E
IES
＝E
e,buy
+E
GB
+E
CHPCHP
其中，E
IES
、E
e,buy
、E
CHP
、E
GB
分别为IES、上级购电、购气和CHP、GB的碳配额，δ
e
表示单位电功率的碳排放配额，P
e,buy
(t)为t时段从电网购买的电功率，δ
h
为单位热功率的碳排放权配额，P
GB,h
(t)为t时段GB输出的热功率，χ
e,h
为电、热功率转换参数，P
CHP,e
(t)、P
CHP,h
(t)分别为t时段CHP输出的电功率、热功率；所述碳排放权交易额具体为：E
IES,t
＝E
IES,a
‑
E
IES
其中，为碳交易市场价格，λ为碳交易基价，L为每段区间的长度，位为每段区间的增长率。5.根据权利要求4所述的一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法，其特征在于，所述步骤S22中绿证交易模型具体为：其中，P
res
表示可再生能源的日配额量；P
w
为可再生能源的实际消纳量；C
gree
为绿证价格；C
f
为惩罚系数。6.根据权利要求5所述的一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法，其特征在于，所述步骤S23具体是从化石能源、绿色能源的生命周期碳核算角度出发，当在绿色交易市场购买绿证时，购买方也拥有了绿色能源的声明权，即同时在碳交易市场也拥有了绿证背后的碳减排量，通过这种声明权的获取，实现了碳交易市场和绿证交易市场的交互。7.根据权利要求6所述的一种基于绿证
‑
碳交易交互机制的综合能源系统调度方法，其特征在于，所述步骤S23具体包括以下步骤：S231、分别确定原煤、天然气、绿色能源的全生命周期过程的碳排放核算量，其中，原煤的全生命周期过程的碳排放包括煤炭开采耗能碳排放、煤层气逸碳排放、煤炭开发过程中的自燃碳排放、煤洗过程的碳排放、运输环节的碳排放以及燃煤发电的碳排放；天然气的全生命周期过程的碳排放包括天然气开采和燃烧过程的碳排放；
S232、计算碳
‑
绿证交互机制后的碳减排量：δ
lz
＝δ
g
+δ
e
‑
δ
f
其中，δ
g
为在满足1KW...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐旭，苏晨雅，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：